双光纤通讯装置制造方法及图纸

双光纤通讯装置，设置在高压变频器主控与功率单元间，包括两总线控制器芯片、两可编程逻辑控制器、两光电转换驱动器和两根光纤，两光纤传输方向相反，光纤两端依次连接光电转换驱动器、总线控制器芯片、可编程逻辑控制器。本实用新型专利技术通过两根光纤实现主控与功率单元间数据传输与交换的双向分离，解决数据传输交换中容易发生的数据混乱问题，同时在尽量简单易控制的前提下，使用两根光纤，实现控制部分和高压部分完全可靠隔离，具有很好的抗电磁干扰性能；保证了正反向信息流通的有效分离。本实用新型专利技术不仅很好地解决了强弱电之间的隔离问题和信号的精确传送，而且大大缩小了系统体积，降低了系统成本。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及高压变频器技术，尤其涉及高压变频器主控和功率单元间的数据传输与交换，为一种双光纤通讯装置。
技术介绍
由于变频调速技术在国民经济和日常生活具有重要地位，是节约能源的高新技 术，也是国际技术更新换代较快的领域，是高科技领域的综合性技术。在我国也是替代进 口、节约投资的最大领域之一。尽管我国虽有个别公司有能力生产部分型号的中高压变频 器，既满足不了告诉发展市场需求，同时现有的产品在技术的升级、质量稳定和节能效益等 方面还有一定的技术攻关空间，就本
的世界水平而言，随着计算机技术、集成电路 技术、自动控制技术和新材料、新工艺的应用，整个行业仍处在技术进步的高速发展阶段。 国务院刚刚颁布的十一五科技规划纲要中明确规定，能源与节能技术是我们科技发展的发 展中的攻关方向，是建设资源节约型、环境友好型的社会中重要的科技发展领域。促进节能 技术的发展和实现产业化，既符合我国社会发展对高新技术发展的总体要求，事实上也成 为一个巨大的产业市场，具有令人瞩目的良好前景。 在高压变频器技术发展过程中，主控板与功率单元间的通讯问题一直受到广泛的 关注。传统的解决方法是基于变压器的电磁隔离和屏蔽电缆技术，其无故障接口只有非常 有经验的工程师才能设计，另外，信号线与功率单元之间的最短距离，以及良好的接地要求 不仅使系统变得庞大，也大大增加了系统成本。
技术实现思路
本技术要解决的问题是高压变频器的主控与功率单元间的通讯问题，传统 的解决方法设计复杂，对技术人员要求高，通讯系统体积大，成本高。 本技术的技术方案为双光纤通讯装置，设置在高压变频器主控与功率单元 间，包括两总线控制器芯片、两可编程逻辑控制器、两光电转换驱动器和两根光纤，两光纤 传输方向相反，光纤两端依次连接光电转换驱动器、总线控制器芯片、可编程逻辑控制器。 本技术通过两根光纤实现主控与功率单元间数据传输与交换的双向分离，可 以解决数据传输交换中容易发生的数据混乱问题，同时在尽量简单易控制的前提下，使用 两根光纤，实现控制部分和高压部分完全可靠隔离，具有很好的抗电磁干扰性能；并保证了 正反向信息流通的有效分离。本技术采用光纤收发器件实现主控单元和功率单元之间 的信号的传输，不仅很好地解决了强弱电之间的隔离问题和信号的精确传送，而且大大縮 小了系统体积，降低了系统成本。附图说明图1为本技术的结构示意图。图2为本技术光电转换驱动器和光纤部分的电路图。具体实施方式如图1，技术包括两总线控制器芯片、两可编程逻辑控制器FPGA、两光电转换 驱动器和两根光纤，两光纤传输方向相反，光纤两端依次连接光电转换驱动器、总线控制器 芯片、可编程逻辑控制器。 要发送的数据送入可编程逻辑控制器，可编程逻辑控制器对数据信号进行驱动并实现数据缓冲、并串转换等所必需的信号处理，处理过的信号进入总线控制器，经过算法等高级处理过程后形成串行信号，串行电信号经电光转换器转换成串行光信号送入光纤进行传输。在接收端，经光电转换器将光信号转换成串行电信号送入总线控制器由总线控制器，再由总线控制器把一些需要可编程逻辑控制器解决的信号送入到可编程控制器中，可编程逻辑控制器对数据信号进行驱动并实现串并转换、数据缓冲等所必需的信号处理过程。 图2为为本技术光电转换驱动器和光纤部分的电路图，其中cl、 c2端分别连接总线控制器，75451为信号放大器，T-2521为发送端光电转换驱动器，R-2521为接受端光电转换驱动器。 本技术光纤接口分发送和接收两种，主要是光纤信号和逻辑信号的转换；两 根光纤一根发送， 一根接收，通讯采用接收同步时钟信号，发送数据信号的方式。 本技术光纤接口通讯流程如下 1)、刚上电开始高压变频器的主控板与光纤接口要有一个自检过程，主要检测光 纤是否正常；2)、主控板发送信息主要包括P丽波形调制脉宽时间数据，一个调制周期内有 四组时间数据； 3)、主控板发送信息主要为功率模块故障信息，包括模块的过热故障、IGBT模块的 过流和短路故障、模块的瞬间击穿故障、直流电容过压和欠压故障，熔断器开路故障。 本技术光纤接口针对光纤故障或断线现象有可靠性设计。如果接收到为0的 数据量，主控板会将该功率单元旁路。为及时发现这种问题，设计内容如表1所示。 表l可靠性设计光纤故障类型 i l 功率单元控制板输入光纤故障或断功率单元控制板一方面封锁逆变器输 线。此时输入光纤中没有光信号，此出，另一方面向上发出一个光纤故障信 时功率单元接收接口芯片会接收到为号。上级主控单元如收到该故障信号， 0的数据〗发出旁路信号,功率单元控制板输出光纤故障或断 线。此时输出光纤中没有光信号，此 时主控板接收接口芯片会接收到为0的数据量主控板一方面向控制板发出封锁逆变 器输出控制信号，另一方面发出旁路信 号。 为了实现控制部分和高压部分完全可靠隔离，主控板与功率单元之间采用光纤通讯技术，系统具有极高的安全性，同时具有很好的抗电磁干扰性能。 本技术采用分别独立的光纤进行数据收发，实现各个功率单元与主控板之间 的信号的精确传送。它不仅解决了电压隔离、抗电磁干扰问题，而且能够实现驱动信号的远 距离传送。实践表明，本技术能有效传输主控板对各个功率单元控制信号，并且驱动电 路简单，减轻了变频器系统的体积和重量，同时降低了高压变频器的生产成本，提高了其性 价比，为高压变频器在工业中的广泛应用奠定了基础。 双光纤通信时，当有一路光纤出现故障，包括光纤故障或断线，另一路光纤仍然可 以工作，这时可通过未出故障的光纤通知主控板，对光纤故障进行及时的处理，不至于出现 严重后果。本文档来自技高网...

【技术保护点】
双光纤通讯装置，设置在高压变频器主控与功率单元间，其特征是包括两总线控制器芯片、两可编程逻辑控制器、两光电转换驱动器和两根光纤，两光纤传输方向相反，光纤两端依次连接光电转换驱动器、总线控制器芯片、可编程逻辑控制器。

【技术特征摘要】
双光纤通讯装置，设置在高压变频器主控与功率单元间，其特征是包括两总线控制器芯片、两可编程逻辑控制器、两光电...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐卫东，钱枢转，胡东良，
申请(专利权)人：南京同步科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：84[中国|南京]